(57)【要約】【課題】高精度に位置情報を検出する。【解決手段】エンコーダは、被駆動体の位置情報を示すパターンであって、第１の状態及び第２の状態の組み合わせに基づいて位置情報を絶対位置として示すアブソリュートビットと、第１の状態を示すインクリメンタルビットとが、位置情報の検出方向に所定のピッチにより交互に配置されているパターンを有する符号板と、符号板のパターンを検出し、検出したパターンに対応した第１の状態及び第２の状態を示す出力信号を出力するセンサ部と、センサ部から出力される出力信号に基づいて、アブソリュートビットに対応する絶対位置情報とインクリメンタルビットに対応するインクリメンタル情報とを生成する信号生成部と、信号生成部によって生成された絶対位置情報及びインクリメンタル信号に基づいて、被駆動体の位置情報を検出する検出部とを備える。【選択図】図２
2013221795.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被駆動体の位置情報を示すパターンであって、第１の状態及び第２の状態の組み合わせに基づいて前記位置情報を絶対位置として示すアブソリュートビットと、前記第１の状態を示すインクリメンタルビットとが、前記位置情報の検出方向に所定のピッチにより交互に配置されているパターンを有する符号板と、
前記符号板の前記パターンを検出し、検出した前記パターンに対応した前記第１の状態及び前記第２の状態を示す出力信号を出力するセンサ部と、
前記センサ部から出力される前記出力信号に基づいて、前記アブソリュートビットに対応する絶対位置情報と、前記インクリメンタルビットに対応するインクリメンタル情報とを生成する信号生成部と、
前記信号生成部によって生成された前記絶対位置情報及び前記インクリメンタル情報に基づいて、前記被駆動体の位置情報を検出する検出部と
を備えることを特徴とするエンコーダ。
【請求項２】
前記センサ部は、
前記検出方向に前記所定のピッチの二分の一の幅以下のピッチにより配置されている複数の検出素子を備え、前記複数の検出素子それぞれにより前記パターンを検出した複数の検出信号を前記出力信号として出力し、
前記信号生成部は、
前記複数の検出信号のうちの少なくとも２つの検出信号に基づいて、前記インクリメンタル情報を生成する
ことを特徴とする請求項１に記載のエンコーダ。
【請求項３】
前記少なくとも２つの検出信号は、互いに前記所定のピッチの整数倍をシフトした位置に対応する前記検出素子が検出した検出信号である
ことを特徴とする請求項２に記載のエンコーダ。
【請求項４】
前記信号生成部は、
前記少なくとも２つの検出信号の所定の論理演算に基づいて、前記インクリメンタル情報を生成する
ことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のエンコーダ。
【請求項５】
前記少なくとも２つの検出信号は、互いに前記所定のピッチ分をシフトした位置に対応する前記検出素子が検出した検出信号である
ことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項６】
前記信号生成部は、
前記アブソリュートビットに対応する前記出力信号に応じて、前記整数倍のシフト量を変更する
ことを特徴とする請求項３に記載のエンコーダ。
【請求項７】
前記信号生成部は、
前記複数の検出信号に基づいて算出した尤度に基づいて、前記複数の検出信号のうちの前記アブソリュートビットに対応する検出信号を判定する判定部を備える
ことを特徴とする請求項２から請求項６のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項８】
前記判定部は、
判定した前記アブソリュートビットに対応する検出信号に基づいて、前記複数の検出信号のうちの前記インクリメンタルビットに対応する検出信号を判定する
ことを特徴とする請求項７に記載のエンコーダ。
【請求項９】
前記複数の検出素子は、少なくとも前記所定のピッチの３ピッチ分の検出範囲を検出可能な数の検出素子である
ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のエンコーダ。
【請求項１０】
前記アブソリュートビットと前記インクリメンタルビットとは、
前記検出方向の幅が等しく、且つ、前記検出方向の幅が前記所定のピッチの二分の一の幅になるように形成されている
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項１１】
前記センサ部は、
前記パターンを検出して、第１の出力信号と、前記第１の出力信号と所定の位相差を有する第２の出力信号とを前記出力信号として出力し、
前記信号生成部は、
前記センサ部から出力される前記第１の出力信号に基づいて第１のインクリメンタル情報を生成するとともに、前記センサ部から出力される前記第２の出力信号に基づいて第２のインクリメンタル情報を生成し、
前記検出部は、
前記信号生成部によって生成された前記絶対位置情報と、前記第１のインクリメンタル情報及び前記第２のインクリメンタル情報とに基づいて、前記位置情報を検出する
ことを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のエンコーダ。
【請求項１２】
前記センサ部は、
前記パターンを検出して前記第１の出力信号を出力する第１の検出素子群と、
前記第１の検出素子群から前記検出方向に前記所定のピッチの四分の一変位した位置に配置され、前記パターンを検出して前記第２の出力信号を出力する第２の検出素子群と、
を備えることを特徴とする請求項１１に記載のエンコーダ。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載のエンコーダと、
前記符号板又は前記センサ部に接続された前記被駆動体と、
を備えることを特徴とする駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンコーダ、及び駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アブソリュートパターンの幅よりも細かい位置検出が可能な高分解能のエンコーダが知られている。このようなエンコーダは、例えば、スケールなどの符号板上にアブソリュートトラックとインクリメンタルトラックとを備えており、アブソリュートトラック用の検出素子とインクリメンタルトラック用の検出素子とを有するセンサ部を備えている（例えば、特許文献１を参照）。このようなエンコーダは、アブソリュートトラックによって絶対位置を検出し、併設されたインクリメンタルトラックを利用して位置や角度の細分化処理を行うことにより、位置情報を高分解能に検出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−６６１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば、上述のようなエンコーダは、スケールなどの符号板にアブソリュートトラックとインクリメンタルトラックとの２つのトラックを併設している。この場合、上述のようなエンコーダは、アブソリュートトラックの検出信号とインクリメンタルトラックの検出信号とが規格内に収まるように検出素子を配置する必要があるため、センサ部の取り付けに精度が求められる。そのため、例えば、センサ部の取り付け位置にずれが生じた場合に、上述のようなエンコーダは、位置情報の検出精度が低下することがある。
このように、上述のようなエンコーダは、高精度に位置情報を検出することが困難であるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、高精度に位置情報を検出することができるエンコーダ、及び駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するために、本発明の一実施形態は、被駆動体の位置情報を示すパターンであって、第１の状態及び第２の状態の組み合わせに基づいて前記位置情報を絶対位置として示すアブソリュートビットと、前記第１の状態を示すインクリメンタルビットとが、前記位置情報の検出方向に所定のピッチにより交互に配置されているパターンを有する符号板と、前記符号板の前記パターンを検出し、検出した前記パターンに対応した前記第１の状態及び前記第２の状態を示す出力信号を出力するセンサ部と、前記センサ部から出力される前記出力信号に基づいて、前記アブソリュートビットに対応する絶対位置情報と、前記インクリメンタルビットに対応するインクリメンタル情報とを生成する信号生成部と、前記信号生成部によって生成された前記絶対位置情報及び前記インクリメンタル情報に基づいて、前記被駆動体の位置情報を検出する検出部とを備えることを特徴とするエンコーダである。
【０００７】
また、本発明の一実施形態は、上記に記載のエンコーダと、前記符号板又は前記センサ部に接続された前記被駆動体と、を備えることを特徴とする駆動装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高精度に位置情報を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態によるエンコーダの構成の一例を示す概略構成図である。
【図２】第１の実施形態によるエンコーダの構成を示す概略ブロック図である。
【図３】第１の実施形態におけるエンコーダの動作の一例を示す図である。
【図４】本実施形態における尤度によるビット判定の動作の一例を示す図である。
【図５】本実施形態におけるインクリメンタル情報の生成処理の一例を示す図である。
【図６】第２の実施形態によるエンコーダの構成を示す概略ブロック図である。
【図７】本実施形態におけるインクリメンタル情報の細分化処理の一例を示す図である。
【図８】本実施形態におけるラインセンサ部の構成の別の一例を示す図である。
【図９】本実施形態におけるにおけるステージ装置の構成を示す概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態によるエンコーダについて図面を参照して説明する。
【００１１】
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態によるエンコーダ１の構成の一例を示す概略構成図である。
また、図２は、エンコーダ１の構成を示す概略ブロック図である。
図１及び図２において、スケール６の移動方向をＸ軸方向として、以下説明する。
【００１２】
図１（ａ）は、Ｚ軸方向からスケール６及びセンサ部９を見た場合を示す図である。また、図１（ｂ）は、Ｘ軸方向からスケール６及びセンサ部９を見た場合を示す図である。
ここでは、一例として、エンコーダ１は、所定の移動方向（例えば、Ｘ軸方向）に移動するスケール６の位置情報（例えば、スケール６の移動方向、移動量、移動速度、あるいは変位など）を検出する光学式のリニアエンコーダである場合について説明する。また、本実施形態では、エンコーダ１は、反射型の光学式のリニアエンコーダの一例について説明する。
図１及び図２において、エンコーダ１は、スケール６、センサ部９、及び信号処理部８を備えている。
【００１３】
センサ部９（検出ヘッド）は、光源部２及びラインセンサ部７を備え、スケール６と所定の間隔を保つように配置されている。センサ部９の少なくとも光源部２及びラインセンサ部７は、センサ部９の支持部材（この例では、検出基板５）に一体的に支持されている。スケール６とセンサ部９とは、移動方向（Ｘ軸方向）に相対的に移動する。
【００１４】
光源部２は、例えば、レーザ光を射出するレーザダイオードなどの発光素子であり、後述するドライバ部８１から供給された駆動信号に基づいて、照射光（レーザ光）をスケール６に照射する。
【００１５】
スケール６（符号板）は、少なくとも移動方向（ここでは、Ｘ軸方向のような一方向）に光源部２と相対的に移動可能であって、照射光が照射される。スケール６は、移動方向（Ｘ軸方向）に沿って形成されたパターン６０を有している。ここで、パターン６０は、被駆動体（例えば、ステージなど）の位置情報を示すパターンであって、アブソリュートビット６１とインクリメンタルビット６２とが、位置情報の検出方向（例、Ｘ軸方向）に所定のピッチ（パターンピッチＤ２）により交互に配置されている。
ここで、アブソリュートビット６１は、論理“０”を示す状態（第１の状態）である暗部（非反射部）、及び論理“１”を示す状態（第２の状態）である明部（反射部）の組み合わせに基づいて、位置情報をスケール６の絶対位置として示している。なお、図２において、論理“０”を示す状態のアブソリュートビット６１をアブソリュートビット６１０と示し、論理“１”を示す状態のアブソリュートビット６１をアブソリュートビット６１１と示す。また、この論理“０”の状態は、パターン６０における明暗パターンのうちの暗部パターンに対応する状態であり、論理“１”の状態は、パターン６０における明暗パターンのうちの明部パターンに対応する状態である。
【００１６】
また、検出方向とは、被駆動体の移動方向、又はスケール６とセンサ部９との相対的な移動方向である。
また、インクリメンタルビット６２は、例えば、論理“０”を示す状態（第１の状態）である暗部（非反射部）により形成されている。
【００１７】
また、アブソリュートビット６１とインクリメンタルビット６２とは、１つのトラックに、検出方向（Ｘ軸方向）の幅（Ｄ１）が等しく、且つ、検出方向の幅がパターンピッチＤ２の二分の一の幅になるように形成されている。アブソリュートビット６１とインクリメンタルビット６２とは、例えば、検出方向（Ｘ軸方向）の幅Ｄ１が１０μｍ（マイクロメートル）であり、パターンピッチＤ２が２０μｍで形成されている。
なお、スケール６は、光源部２から照射された照射光を、上述したパターン６０により反射し、反射したパターン６０に応じた光をラインセンサ部７に照射する。
【００１８】
ラインセンサ部７は、例えば、複数の受光素子７０（検出素子）が検出方向（Ｘ軸方向）のライン状に配置されているラインセンサ（検出素子群）である。ラインセンサ部７は、光源部２と同様に、検出基板５上にスケール６のパターン６０と対向して配置されている。ここで、複数の受光素子７０は、検出方向（Ｘ軸方向）にパターンピッチＤ２の二分の一の幅Ｄ１以下のピッチにより配置されている。受光素子７０は、例えば、パターンピッチＤ２に５個配置されるように、センサピッチＤ３が４μｍで配置されている。また、ラインセンサ部７は、例えば、５０個の受光素子７０（パターンピッチＤ２の１０個分）を備えている。
ラインセンサ部７は、複数の受光素子７０それぞれによりパターン６０を検出した複数の検出信号（データ列Ｘ１）を出力信号として出力する。このように、センサ部９は、ラインセンサ部７は、スケール６からの反射光によりスケール６のパターン６０を検出し、検出したパターン６０に対応した論理“０”の状態及び論理“１”の状態を示す出力信号を出力する。
【００１９】
信号処理部８は、光源部２の照射制御を行い、ラインセンサ部７が出力する出力信号に基づいて、移動方向（Ｘ軸方向）におけるスケール６の位置情報を検出し、検出した位置情報（例、位置ｘ）を出力する。信号処理部８は、信号生成部３、位置検出部４、及びドライバ部８１を備えている。
【００２０】
ドライバ部８１は、光源部２の発光を駆動する駆動信号（例えば、駆動電流）を生成し、生成した駆動信号を光源部２に供給する。
【００２１】
信号生成部３は、センサ部９から出力される出力信号に基づいて、アブソリュートビット６１に対応する絶対位置情報（ＡＢＳ情報）と、インクリメンタルビット６２に対応するインクリメンタル情報（ＩＮＣ情報、例、インクリメンタル信号）とを生成する。信号生成部３は、例えば、センサ部９から出力される出力信号（複数の検出信号（データ列Ｘ１））に基づいて、後述する尤度を算出し、算出した尤度に基づいて、データ列Ｘ１のうちのアブソリュートビット６１及びインクリメンタルビット６２のそれぞれに対応する出力信号を判定する。信号生成部３は、アブソリュートビット６１に対応する出力信号に基づいて、絶対位置情報（例えば、１０ビットコード）を生成する。信号生成部３は、生成した絶対位置情報を位置検出部４に出力する。
ここで、インクリメンタル情報（ＩＮＣ情報）とは、後述する内挿処理を実行するための情報であり、例えば、位置に応じて位相が変化する周期信号であるインクリメンタル信号やデータ列などである。
【００２２】
また、信号生成部３は、センサ部９から出力される複数の検出信号のうちの少なくとも２つの検出信号に基づいて、インクリメンタル情報を生成する。ここで、少なくとも２つの検出信号は、データ列Ｘ１において、例えば、互いにパターンピッチＤ２分をシフトした位置に対応する受光素子７０が検出した検出信号である。すなわち、少なくとも２つの検出信号は、例えば、互いにパターンピッチＤ２の整数倍の距離ずらした（シフトした）位置に対応する受光素子７０が検出した検出信号である。信号生成部３は、この少なくとも２つの検出信号の所定の論理演算（例、論理和演算）に基づいて、インクリメンタル情報（例、インクリメンタル信号）を生成する。信号生成部３は、生成したインクリメンタル情報（ＩＮＣ情報）を位置検出部４に出力する。
また、信号生成部３は、ビット判定部３１、ＡＢＳ情報生成部３２、及びＩＮＣ情報生成部３３を備えている。
【００２３】
ビット判定部３１（判定部）は、複数の検出信号（データ列Ｘ１）に基づいて算出した尤度に基づいて、複数の検出信号のうちのアブソリュートビット６１に対応する検出信号を判定する。また、ビット判定部３１は、判定したアブソリュートビット６１に対応する検出信号に基づいて、複数の検出信号のうちのインクリメンタルビット６２に対応する検出信号を判定する。ビット判定部３１によるアブソリュートビット６１及びインクリメンタルビット６２の判定動作の詳細については後述する。
【００２４】
ＡＢＳ情報生成部３２は、ビット判定部３１によって判定されたアブソリュートビット６１に対応する検出信号に基づいて、絶対位置情報（ＡＢＳ情報）を生成する。ここで、絶対位置情報は、例えば、１０ビットのパターンデータ（コードデータ）であり、ＡＢＳ情報生成部３２は、アブソリュートビット６１として判定された１０ビット分の検出信号に基づいて生成する。ＡＢＳ情報生成部３２は、生成した絶対位置情報（ＡＢＳ情報）を位置検出部４に出力する。
【００２５】
ＩＮＣ情報生成部３３は、複数の検出信号（データ列Ｘ１）のうち、例えば、互いにパターンピッチＤ２の整数倍の距離ずらした（シフトした）位置に対応する受光素子７０が検出した検出信号に基づいて、インクリメンタル情報を生成する。ＩＮＣ情報生成部３３は、生成したインクリメンタル情報を位置検出部４に出力する。ＩＮＣ情報生成部３３におけるインクリメンタル情報の詳細な生成動作については後述する。
【００２６】
位置検出部４は、信号生成部３が生成した絶対位置情報（ＡＢＳ情報）及びインクリメンタル情報（ＩＮＣ情報）に基づいて、被駆動体の位置情報を検出する。位置検出部４は、検出した位置情報をエンコーダ１の外部に出力する。また、位置検出部４は、絶対番地処理部４１と、内挿処理部４２と、合成処理部４３とを備えている。
【００２７】
絶対番地処理部４１は、信号生成部３（ＡＢＳ情報生成部３２）から出力された絶対位置情報である１０ビットのパターンデータに基づいて、スケール６の絶対番地に対応する絶対番地データに変換する。絶対番地処理部４１は、変換した（生成した）絶対番地データを合成処理部４３に出力する。
【００２８】
内挿処理部４２は、信号生成部３（ＩＮＣ情報生成部３３）から出力されたインクリメンタル情報に基づいて内挿処理を実行し、内挿データ（相対位置情報）を生成する。内挿処理部４２は、生成した内挿データを合成処理部４３に出力する。
【００２９】
合成処理部４３は、絶対番地処理部４１から出力された絶対番地データと、内挿処理部４２から出力された内挿データとを合成処理して、合成処理した位置情報（例えば、スケール６の位置）を出力する。
【００３０】
次に、本実施形態におけるエンコーダ１の動作について説明する。
図３は、実施形態におけるエンコーダの動作の一例を示す図である。
図３において、まず、信号処理部８のドライバ部８１が、駆動信号を光源部２に供給して、光源部２を発光させる。
光源部２は、スケール６のパターン６０に照射光を照射し、ラインセンサ部７は、複数の受光素子７０それぞれによりパターン６０を検出した複数の検出信号（データ列Ｘ１）を出力信号（図３の波形Ｗ１）として信号生成部３に出力する。
【００３１】
次に、信号生成部３のビット判定部３１は、複数の検出信号（データ列Ｘ１）に基づいて算出した尤度に基づいて、複数の検出信号のうちのアブソリュートビット６１に対応する検出信号を判定する。また、ビット判定部３１は、判定したアブソリュートビット６１に対応する検出信号に基づいて、複数の検出信号のうちのインクリメンタルビット６２に対応する検出信号を判定する。
【００３２】
ＡＢＳ情報生成部３２は、ビット判定部３１によって判定されたアブソリュートビット６１に対応する検出信号に基づいて、図３に示すような１０ビットのパターンデータ“１１０１００１１１０”を絶対位置情報（ＡＢＳ情報）として生成する。ＡＢＳ情報生成部３２は、生成した絶対位置情報（ＡＢＳ情報）を位置検出部４に出力する。
また、ＩＮＣ情報生成部３３は、互いにパターンピッチＤ２の整数倍の距離ずらした（シフトした）位置に対応する受光素子７０が検出した検出信号に基づいて、図３の波形Ｗ２に示すようなインクリメンタル情報（ＩＮＣ情報）を生成する。ＩＮＣ情報生成部３３は、生成したインクリメンタル情報を位置検出部４に出力する。
【００３３】
次に、位置検出部４の絶対番地処理部４１は、ＡＢＳ情報生成部３２から出力された絶対位置情報をスケール６の絶対番地に対応する絶対番地データに変換する。また、内挿処理部４２は、ＩＮＣ情報生成部３３から出力されたインクリメンタル情報に基づいて内挿処理を実行し、内挿データを生成する。ここでは、上述したようにパターンピッチＤ２において、５個の受光素子７０を有しているので、内挿処理部４２は、例えば、５個の受光素子７０分（データ列Ｘ１の５ビット分）の細分化した内挿データの生成が可能である。
合成処理部４３は、絶対番地処理部４１から出力された絶対番地データと、内挿処理部４２から出力された内挿データとを合成処理して、合成処理した位置情報を出力する。
なお、図３において、位置情報の検出位置は位置Ｐ１であり、位置検出部４は、位置Ｐ１に対応する位置情報を生成し、生成した位置情報をエンコーダ１の外部に出力する。
【００３４】
次に、図４を参照して、ビット判定部３１によるアブソリュートビット６１及びインクリメンタルビット６２の判定処理について説明する。
本実施形態において、パターン６０には、１つのトラックにアブソリュートビット６１に対応する情報と、インクリメンタルビット６２に対応する情報とが、混在しているため、エンコーダ１は、センサ部９が検出した複数の検出信号のうちのアブソリュートビット６１に対応する検出信号と、インクリメンタルビット６２に対応する検出信号とを判定する必要がある。
【００３５】
そこで、本実施形態におけるビット判定部３１は、複数の検出信号（データ列Ｘ１）に基づいて尤度を算出し、算出した尤度に基づいて、アブソリュートビット６１に対応する検出信号、及びインクリメンタルビット６２に対応する検出信号を判定する。なお、ビット判定部３１が、尤度に基づいて判定する理由は、エンコーダ１を駆動装置などに取り付ける場合に、センサ部９とスケール６とのギャップ変動、センサ部９の姿勢のずれ等の原因により、アブソリュートビット６１とインクリメンタルビット６２との判定が確率的なものになるためである。
【００３６】
ビット判定部３１は、例えば、ラインセンサ部７の出力信号であるデータ列Ｘ１のうちのｍ番目のデータＰｍがアブソリュートビット６１に対応すると仮定した場合、ｍ番目の前後に１ビット（幅Ｄ１）離れたデータは、インクリメンタルビット６２に対応する。ここで、１ビットは、受光素子７０の（５／２）個分に対応するので、インクリメンタルビット６２に対応する受光素子７０の位置は、下記の式（１）に表される。
【００３７】
インクリメンタルビット６２の位置（番目）＝ｍ±（５／２＋５×ｎ）
＝ｍ±（２．５＋５×ｎ）  ・・・（１）
【００３８】
ここで、ｎは、１以上の整数である。
受光素子７０の位置には整数であるため、インクリメンタルビット６２の位置は、“２．５”を四捨五入して書きの式（２）として示される。
【００３９】
インクリメンタルビット６２の位置（番目）＝ｍ±（３＋５×ｎ）  ・・・（２）
【００４０】
ここで、ｍ番目を“０”（ｍ＝０）とした場合に、インクリメンタルビット６２の位置は、・・・、−１３番目、−８番目、−３番目、３番目、８番目、１３番目、・・・となる。すなわち、インクリメンタルビット６２に対応する受光素子の出力信号Ｐ（−５×ｎ＋３）、・・・、Ｐ（−１３）、Ｐ（−８）、Ｐ（−３）、Ｐ３、Ｐ８、Ｐ１３、・・・Ｐ（５×ｎ＋３）は、“０”の状態（第１の状態）なる。ビット判定部３１は、このインクリメンタルビット６２に対応する出力信号を下記の式（３）に示すように和算して、尤度を算出する。
【００４１】
尤度＝Ｐ（−５×ｎ＋３）＋・・・＋Ｐ（−１３）＋Ｐ（−８）＋Ｐ（−３）＋Ｐ３＋Ｐ８＋Ｐ１３
＋・・・＋Ｐ（５×ｎ＋３）  ・・・（３）
【００４２】
ここで、算出した尤度の値が“０”に近い程、ｍ番目のデータＰｍは、アブソリュートビット６１である可能性が高くなる。よって、ビット判定部３１は、ｍ番目を変更して、複数回、式（３）に基づいて尤度を算出し、算出した尤度の値が“０”に最も近いデータＰｍをアブソリュートビット６１に対応する受光素子７０の検出信号であると判定する。
【００４３】
例えば、図４は、５０個の受光素子７０のうちの受光素子７０１〜７０５のいずれかがアブソリュートビット６１であるかを判定する場合の一例を示している。
図４（ａ）は、ビット判定部３１が受光素子７０２をアブソリュートビット６１であると仮定して、尤度を算出する場合の一例を示している。この場合、受光素子７０２がアブソリュートビット６１に対応した位置であるため、算出される尤度の値は、ほぼ“０”となる。
【００４４】
また、図４（ｂ）は、ビット判定部３１が受光素子７０４をアブソリュートビット６１であると仮定して、尤度を算出する場合の一例を示している。この場合、受光素子７０２がアブソリュートビット６１に対応した位置ではなく、インクリメンタルビット６２に対応しているため、算出される尤度の値は、ほぼ“６”となる。
【００４５】
このように、ビット判定部３１は、受光素子７０１〜７０５のそれぞれについて尤度を算出して、受光素子７０１〜７０５のうちの最も尤度の値が“０”に近い受光素子７０をアブソリュートビット６１に対応する受光素子７０と判定する。また、ビット判定部３１は、（ｍ±５）番目の受光素子７０もアブソリュートビット６１に対応する受光素子７０であると判定する。この場合、パターンピッチＤ２内に５個の受光素子７０が配置されているので、ビット判定部３１は、５回尤度を算出することにより、確実にアブソリュートビット６１に対応する受光素子７０を算出することができる。
また、ビット判定部３１は、上述したように、アブソリュートビット６１に対応する受光素子７０の位置を（ｍ＝０）とした場合に、・・・、−１３番目、−８番目、−３番目、３番目、８番目、１３番目、・・・の受光素子７０をインクリメンタルビット６２に対応する受光素子７０と判定する。
【００４６】
次に、図５を参照して、ＩＮＣ情報生成部３３によるインクリメンタル情報の生成処理について説明する。
図５は、本実施形態におけるインクリメンタル情報の生成処理の一例を示す図である。
図５において、ＩＮＣ情報生成部３３は、例えば、波形Ｗ１に示すようなセンサ部９（ラインセンサ部７）の出力信号（データ列Ｘ１）をパターンピッチＤ２分シフトして、波形Ｗ３に示すようなシフト信号（シフトデータ列Ｘ２）を生成する。さらに、ＩＮＣ情報生成部３３は、例えば、波形Ｗ３に示すようなシフトデータ列Ｘ２をパターンピッチＤ２分シフトして、波形Ｗ４に示すようなシフト信号（シフトデータ列Ｘ３）を生成する。
ここでシフト信号（シフトデータ列Ｘ２及びシフトデータ列Ｘ３）のシフト量は、パターンピッチＤ２、すなわち、受光素子７０を５個分ずらすことに対応する。例えば、シフトデータ列Ｘ２のシフト量は、データ列Ｘ１に対してパターンピッチＤ２分であり、シフトデータ列Ｘ３のシフト量は、データ列Ｘ１に対してパターンピッチＤ２の２倍分である。
【００４７】
なお、ＩＮＣ情報生成部３３は、例えば、センサ部９から取得した上述のデータ列Ｘ１をシフトレジスタに格納して、所定の周波数のクロック信号によりパターンピッチＤ２の整数倍（“５”の整数倍）をシフトさせてシフト信号（シフトデータ列Ｘ２及びシフトデータ列Ｘ３）を生成してもよい。また、ＩＮＣ情報生成部３３は、例えば、センサ部９から取得した上述のデータ列Ｘ１をメモリやレジスタに格納して、パターンピッチＤ２の整数倍（“５”の整数倍）離れたデータを読み出して、シフト信号（シフトデータ列Ｘ２及びシフトデータ列Ｘ３）を生成してもよい。
【００４８】
ＩＮＣ情報生成部３３は、例えば、データ列Ｘ１、シフトデータ列Ｘ２、及びシフトデータ列Ｘ３を論理和演算（ＯＲ演算）して、波形Ｗ２に示すようなインクリメンタル情報（ＩＮＣ情報）を生成する。
ここで、インクリメンタル情報（ＩＮＣ情報）は、データ列Ｘ１の全データ（５０個のデータ）について、シフトデータ列Ｘ２及びシフトデータ列Ｘ３と論理和演算（ＯＲ演算）して、インクリメンタル情報を生成してもよいし、５０個の受光素子７０のうちの所定の位置の受光素子７０の検出信号に対してのみ、インクリメンタル情報（インクリメンタル信号）を生成してもよい。すなわち、ＩＮＣ情報生成部３３は、例えば、２５番目の受光素子７０の検出信号と、２５番目の受光素子７０の検出信号と、３０番目の受光素子７０の検出信号とを論理和演算して、インクリメンタル信号を生成してもよい。
【００４９】
このように、ＩＮＣ情報生成部３３は、複数の検出信号のうちの少なくとも２つの検出信号であって、互いにパターンピッチＤ２分をシフトした位置に対応する受光素子７０の検出信号に基づいて、インクリメンタル情報を生成する。
【００５０】
以上、説明したように、本実施形態におけるエンコーダ１は、スケール６が、被駆動体の位置情報を示すパターンであって、アブソリュートビット６１と、インクリメンタルビット６２とが、位置情報の検出方向（被駆動体の移動方向）に所定のピッチ（例、パターンピッチＤ２）により交互に配置されているパターン６０を有する。ここで、アブソリュートビット６１は、論理“０”の状態（第１の状態）及び論理“１”の状態（第２の状態）の組み合わせに基づいて位置情報を絶対位置として示し、インクリメンタルビット６２は、例えば、論理“０”の状態（第１の状態）を示す。センサ部９は、スケール６のパターン６０を検出し、検出したパターン６０に対応した論理“０”の状態及び論理“１”の状態を示す出力信号を出力する。信号生成部３は、センサ部９から出力される出力信号（例、データ列Ｘ１）に基づいて、アブソリュートビット６１に対応する絶対位置情報（ＡＢＳ情報）と、インクリメンタルビット６２に対応するインクリメンタル情報（ＩＮＣ情報）とを生成する。位置検出部４は、信号生成部３によって生成された絶対位置情報及びインクリメンタル情報に基づいて、被駆動体の位置情報を検出する。
【００５１】
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１は、スケール６に１つのトラックによって、絶対位置情報とインクリメンタル情報との両方の情報を生成することができる。したがって、本実施形態におけるエンコーダ１は、例えば、スケール６にアブソリュートトラックとインクリメンタルトラックとの２つのトラックを併設する必要がなく、この場合、エンコーダ１は、アブソリュートトラックの検出信号とインクリメンタルトラックの検出信号とが規格内に収まるように受光素子７０を配置する必要がない。そのため、本実施形態におけるエンコーダ１は、センサ部９の取り付け精度における制限を低減することができるので、例えば、センサ部９の取り付け位置にずれが生じたことによる位置情報の検出精度の低下を低減することができる。よって、本実施形態におけるエンコーダ１は、高精度に位置情報を検出することができる。
【００５２】
また、本実施形態におけるエンコーダ１は、スケール６に１つのトラックによって、絶対位置情報とインクリメンタル情報との両方の情報を生成することができるので、受光素子７０を共通化することができる。すなわち、本実施形態におけるエンコーダ１は、構成を簡略化することができる。
このように、本実施形態におけるエンコーダ１は、簡易な構成により高精度に位置情報を検出することができる。
【００５３】
また、本実施形態では、センサ部９は、検出方向（例、Ｘ軸方向）に所定のピッチ（例、パターンピッチＤ２）の二分の一の幅以下のピッチにより配置されている複数の受光素子７０を備えている。センサ部９は、複数の受光素子７０それぞれによりパターン６０を検出した複数の検出信号を出力信号として出力する。そして、信号生成部３は、複数の検出信号のうちの少なくとも２つの検出信号に基づいて、インクリメンタル情報を生成する。ここで、少なくとも２つの検出信号は、互いに所定のピッチ（パターンピッチＤ２）の整数倍をシフトした位置に対応する受光素子７０が検出した検出信号である。
これにより、信号生成部３は、１つのトラックからインクリメンタル情報を適切に生成することができる。よって、本実施形態におけるエンコーダ１は、適切に生成されたインクリメンタル情報に基づいて高精度に位置情報を検出することができる。
【００５４】
また、本実施形態では、信号生成部３は、少なくとも２つの検出信号の所定の論理演算（例、論理和演算）に基づいて、インクリメンタル信号を生成する。
これにより、信号生成部３は、簡易な構成によりインクリメンタル情報を生成することができる。したがって、本実施形態におけるエンコーダ１は、簡易な構成により高精度に位置情報を検出することができる。
【００５５】
また、本実施形態では、少なくとも２つの検出信号は、互いに所定のピッチ（パターンピッチＤ２）分をシフトした位置に対応する受光素子７０が検出した検出信号である。
これにより、信号生成部３は、１つのトラックからインクリメンタル情報を適切に生成することができる。
【００５６】
また、本実施形態では、信号生成部３は、複数の検出信号に基づいて算出した尤度に基づいて、複数の検出信号のうちのアブソリュートビット６１に対応する検出信号を判定するビット判定部３１を備えている。また、ビット判定部３１は、判定したアブソリュートビット６１に対応する検出信号に基づいて、複数の検出信号のうちのインクリメンタルビット６２に対応する検出信号を判定する。
これにより、信号生成部３は、簡易な手段により絶対位置情報及びインクリメンタル情報を正確に生成することができる。よって、本実施形態におけるエンコーダ１は、高精度に位置情報を検出することができる。
【００５７】
また、本実施形態では、アブソリュートビット６１とインクリメンタルビット６２とは、検出方向（Ｘ軸方向）の幅が等しく、且つ、検出方向の幅が所定のピッチ（パターンピッチＤ２）の二分の一の幅（Ｄ１）になるように形成されている。
これにより、アブソリュートビット６１とインクリメンタルビット６２とは、等しい幅Ｄ１により形成されているので、信号生成部３は、簡易な手段により絶対位置情報及びインクリメンタル情報を正確に生成することができる。
【００５８】
［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態におけるエンコーダ１ａについて説明する。
図６は、本実施形態によるエンコーダ１ａを示すブロック図である。
この図において、図２と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
第２の実施形態におけるエンコーダ１ａは、Ａ相、及びＢ相の２種類のインクリメンタル情報を生成する点が、第１の実施形態とは異なる。
以下、第２の実施形態におけるエンコーダ１ａの第１の実施形態とは異なる点について説明する。
【００５９】
図６において、エンコーダ１ａは、スケール６、センサ部９ａ、及び信号処理部８ａを備えている。
【００６０】
センサ部９ａ（検出ヘッド）は、光源部２及びラインセンサ部７ａを備え、スケール６と所定の間隔を保つように配置されている。センサ部９ａの少なくとも光源部２及びラインセンサ部７ａは、センサ部９ａの支持部材（この例では、検出基板５）に一体的に支持されている。スケール６とセンサ部９ａとは、移動方向（Ｘ軸方向）に相対的に移動する。
【００６１】
ラインセンサ部７ａは、例えば、複数の受光素子７０（検出素子）が検出方向（Ｘ軸方向）のライン状に配置されている２つのラインセンサ（センサアレイ７１及びセンサアレイ７２）を備えている。すなわち、ラインセンサ部７ａは、パターン６０を検出して第１の出力信号（データ列Ｘ１１）を出力するセンサアレイ７１（第１の検出素子群）と、パターン６０を検出して第２の出力信号（データ列Ｘ１２）を出力するセンサアレイ７２（第２の検出素子群）とを備えている。なお、センサアレイ７２は、センサアレイ７１から検出方向（Ｘ軸方向）にパターンピッチＤ２の四分の一変位（図６の幅Ｄ４）した位置に配置されている。すなわち、センサアレイ７１の受光素子７０とセンサアレイ７２の受光素子７０とは、パターンピッチＤ２の四分の一（幅Ｄ４）ずれて配置されている。
このように、ラインセンサ部７ａは、パターン６０を検出して、第１の出力信号（データ列Ｘ１１）と、第１の出力信号と所定の位相差（例、９０度）を有する第２の出力信号（データ列Ｘ１１）とを出力信号として出力する。
【００６２】
ここで、センサアレイ７１及びセンサアレイ７２が備える複数の受光素子７０は、それぞれ検出方向（Ｘ軸方向）にパターンピッチＤ２の二分の一の幅Ｄ１）以下のピッチにより配置されている。この受光素子７０は、例えば、パターンピッチＤ２に５個配置されるように、センサピッチＤ３が４μｍで配置されている。また、センサアレイ７１及びセンサアレイ７２は、例えば、５０個の受光素子７０（パターンピッチＤ２の１０個分）を備えている。
【００６３】
信号処理部８ａは、光源部２の照射制御を行い、ラインセンサ部７ａが出力する出力信号（データ列Ｘ１１及びＸ１２）に基づいて、移動方向（Ｘ軸方向）におけるスケール６の位置情報を検出し、検出した位置情報（例、位置ｘ）を出力する。信号処理部８ａは、信号生成部３ａ、位置検出部４ａ、及びドライバ部８１を備えている。
【００６４】
信号生成部３ａは、センサ部９から出力される出力信号（例えば、データ列Ｘ１１）に基づいて、アブソリュートビット６１に対応する絶対位置情報（ＡＢＳ情報）を生成する。また、信号生成部３ａは、センサ部９から出力される第１の出力信号（データ列Ｘ１１）に基づいて第１のインクリメンタル情報（Ａ相信号）を生成するとともに、センサ部９から出力される第２の出力信号（データ列Ｘ１２）に基づいて第２のインクリメンタル情報（Ｂ相信号）を生成する。信号生成部３ａは、生成したインクリメンタル情報（Ａ相信号及びＢ相信号）を位置検出部４ａに出力する。
ここで、Ａ相信号とＢ相信号とは、互いに９０度位相のずれたインクリメンタル情報である。なお、信号生成部３ａは、Ａ相信号とＢ相信号とを上述した第１の実施形態における信号生成部３と同様の方法により生成する。
【００６５】
また、信号生成部３ａは、例えば、センサ部９から出力される出力信号（データ列Ｘ１１）に基づいて尤度を算出し、算出した尤度に基づいて、データ列Ｘ１１のうちのアブソリュートビット６１及びインクリメンタルビット６２のそれぞれに対応する出力信号を判定する。ここで、信号生成部３ａは、上述した第１の実施形態と同様の処理により、アブソリュートビット６１及びインクリメンタルビット６２のそれぞれに対応する出力信号を判定する。信号生成部３ａは、アブソリュートビット６１に対応する出力信号に基づいて、絶対位置情報（例えば、１０ビットコード）を生成する。信号生成部３ａは、生成した絶対位置情報を位置検出部４ａに出力する。
また、信号生成部３ａは、ビット判定部３１、ＡＢＳ情報生成部３２、及びＩＮＣ情報生成部３３ａを備えている。
【００６６】
ＩＮＣ情報生成部３３ａは、上述したように第１の出力信号（データ列Ｘ１１）に基づいて第１のインクリメンタル情報（Ａ相信号）を生成するとともに、第２の出力信号（データ列Ｘ１２）に基づいて第２のインクリメンタル情報（Ｂ相信号）を生成する。ＩＮＣ情報生成部３３ａは、生成したインクリメンタル情報（Ａ相信号及びＢ相信号）を位置検出部４ａに出力する。
【００６７】
位置検出部４ａは、信号生成部３ａが生成した絶対位置情報（ＡＢＳ情報）と、第１のインクリメンタル情報（Ａ相信号）及び第２のインクリメンタル情報（Ｂ相信号）とに基づいて、被駆動体の位置情報を検出する。位置検出部４ａは、検出した位置情報をエンコーダ１の外部に出力する。また、位置検出部４ａは、絶対番地処理部４１と、内挿処理部４２ａと、合成処理部４３とを備えている。
【００６８】
内挿処理部４２ａは、信号生成部３ａ（ＩＮＣ情報生成部３３ａ）から出力されたインクリメンタル情報（Ａ相信号及びＢ相信号）に基づいて内挿処理を実行し、内挿データ（相対位置情報）を生成する。ここで、内挿処理部４２ａは、９０度位相のずれた２種類のインクリメンタル情報（Ａ相信号及びＢ相信号）を得ることで、後述する細分化処理を行い、分解能の高い内挿処理を実行する。内挿処理部４２ａは、生成した内挿データを合成処理部４３に出力する。
【００６９】
図７は、本実施形態におけるインクリメンタル情報の細分化処理の一例を示す図である。
まず、内挿処理部４２ａは、図７の波形Ｗ５及び波形Ｗ６に示すようなインクリメンタル情報（Ａ相信号）及びインクリメンタル情報（Ｂ相信号）をＩＮＣ情報生成部３３ａから取得する。内挿処理部４２ａは、Ａ相信号（波形Ｗ５）及びＢ相信号（波形Ｗ６）それぞれの立ち上がりエッジ、及び立ち下がりエッジでパルスを生成することにより、図７の波形Ｗ７に示すように、４逓倍計数パルス信号（ＰＳ１）を生成する。４逓倍計数パルス信号（ＰＳ１）は、Ａ相信号又はＢ相信号に対して４逓倍の計数パルス信号である。また、４逓倍計数パルス信号（ＰＳ１）は、パルス幅をＡ相信号及びＢ相信号の半周期よりも十分短いパルス幅により生成されている。
【００７０】
また、内挿処理部４２ａは、さらに、４逓倍計数パルス信号（ＰＳ１）の立ち下がりエッジにおいて、当該パルスと等しいパルス幅で立ち上がる４逓倍計数パルス信号（ＰＳ２）を生成する（図７の波形Ｗ８）。同様に、内挿処理部４２ａは、４逓倍計数パルス信号（ＰＳ２）の立ち下がりエッジにおいて、当該パルスと等しいパルス幅で立ち上がる４逓倍計数パルス信号（ＰＳ３）を生成する（図７の波形Ｗ９）。内挿処理部４２ａは、４逓倍計数パルス信号（ＰＳ１）と４逓倍計数パルス信号（ＰＳ３）とに基づいて、図７の波形Ｗ１０に示すような８逓倍計数パルス信号を生成する。
【００７１】
このように、内挿処理部４２ａは、インクリメンタル情報（Ａ相信号）及びインクリメンタル情報（Ｂ相信号）に基づいて８逓倍計数パルス信号（波形Ｗ１０）を生成することにより細分化処理を実行する。内挿処理部４２ａは、生成した８逓倍計数パルス信号に基づいて内挿処理を実行する。これにより、内挿処理部４２ａは、被駆動体の移動方向の判定が可能になるとともに、高い分解能を得ることができる。
【００７２】
以上、説明したように、本実施形態におけるエンコーダ１ａは、センサ部９ａが、パターン６０を検出して、第１の出力信号（例、データ列Ｘ１１）と、第１の出力信号と所定の位相差（例、９０度の位相差）を有する第２の出力信号（例、データ列Ｘ１２）とを出力信号として出力する。信号生成部３ａは、センサ部９ａから出力される第１の出力信号（例、データ列Ｘ１１）に基づいて第１のインクリメンタル情報（Ａ相信号）を生成するとともに、センサ部９ａから出力される第２の出力信号（例、データ列Ｘ１２）に基づいて第２のインクリメンタル情報（Ｂ相信号）を生成する。位置検出部４ａは、信号生成部３ａによって生成された絶対位置情報（ＡＢＳ情報）と、第１のインクリメンタル情報（Ａ相信号）及び第２のインクリメンタル情報（Ｂ相信号）とに基づいて、位置情報を検出する。
【００７３】
これにより、第１のインクリメンタル情報（Ａ相信号）及び第２のインクリメンタル情報（Ｂ相信号）に基づいて細分化処理が可能になるため、本実施形態におけるエンコーダ１ａは、第１の実施形態に比べて高分解能の位置情報を検出することができる。したがって、本実施形態におけるエンコーダ１ａは、高精度に位置情報を検出することができる。また、本実施形態におけるエンコーダ１ａは、第１のインクリメンタル情報（Ａ相信号）及び第２のインクリメンタル情報（Ｂ相信号）を用いることにより、被駆動体の移動方向を位置情報として検出することができる。
【００７４】
また、本実施形態では、センサ部９ａは、パターン６０を検出して第１の出力信号（例、データ列Ｘ１１）を出力するセンサアレイ７１と、パターン６０を検出して第２の出力信号（例、データ列Ｘ１２）を出力するセンサアレイ７２とを備えている。ここで、センサアレイ７２の受光素子７０は、センサアレイ７１から検出方向（Ｘ軸方向）にパターンピッチＤ２の四分の一変位（図６の幅Ｄ４）した位置に配置されている。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１ａは、簡易な構成により、互いに９０度位相の異なる第１のインクリメンタル情報（Ａ相信号）及び第２のインクリメンタル情報（Ｂ相信号）を正確に生成することができる。
【００７５】
［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態におけるエンコーダ１ｂについて説明する。
図８は、本実施形態によるエンコーダ１ｂを示すブロック図である。
この図において、図６と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
第３の実施形態におけるエンコーダ１ｂは、Ａ相、及びＢ相の２種類のインクリメンタル情報の生成を１つのラインセンサにより実行する点が、第２の実施形態と異なる。
以下、第３の実施形態におけるエンコーダ１ｂの第２の実施形態とは異なる点について説明する。
【００７６】
図８において、エンコーダ１ｂは、スケール６、センサ部９ｂ、及び信号処理部８ａを備えている。
【００７７】
センサ部９ｂ（検出ヘッド）は、光源部２及びラインセンサ部７ｂを備え、スケール６と所定の間隔を保つように配置されている。センサ部９ｂの少なくとも光源部２及びラインセンサ部７ｂは、センサ部９ｂの支持部材（この例では、検出基板５）に一体的に支持されている。スケール６とセンサ部９ｂとは、移動方向（Ｘ軸方向）に相対的に移動する。
【００７８】
ラインセンサ部７ｂは、例えば、複数の受光素子７０（検出素子）が検出方向（Ｘ軸方向）のライン状に配置されている１つのラインセンサを備えている。
ここで、複数の受光素子７０は、それぞれ検出方向（Ｘ軸方向）にパターンピッチＤ５の四分の一の幅Ｄ６のピッチにより配置されている。この受光素子７０は、例えば、パターンピッチＤ５に４個配置されるように、センサピッチＤ６が５μｍで配置されている。
【００７９】
このように、ラインセンサ部７ｂは、センサピッチＤ６分ずれた複数の受光素子７０をセンサアレイ７１ａ及びセンサアレイ７２ｂとして有しており、例えば、５０個の受光素子７０（パターンピッチＤ５の１０個分）を備えている。すなわち、ラインセンサ部７ｂは、パターン６０を検出して第１の出力信号（データ列Ｘ１１）を出力するセンサアレイ７１ａ（第１の検出素子群）と、パターン６０を検出して第２の出力信号（データ列Ｘ１２）を出力するセンサアレイ７２ａ（第２の検出素子群）とを備えている。
なお、センサアレイ７２ａは、センサアレイ７１ａから検出方向（Ｘ軸方向）にパターンピッチＤ２の四分の一変位（図８の幅Ｄ６）した位置に配置されている。すなわち、センサアレイ７１ａの受光素子７０とセンサアレイ７２ａの受光素子７０とは、パターンピッチＤ２の四分の一（幅Ｄ６）ずれて配置されている。
このように、ラインセンサ部７ｂは、パターン６０を検出して、第１の出力信号（データ列Ｘ１１）と、第１の出力信号と所定の位相差（例、９０度）を有する第２の出力信号（データ列Ｘ１１）とを出力信号として出力する。
【００８０】
本実施形態において、信号処理部８ａは、第２の実施形態と同様であるので、ここではその説明を省略する。
【００８１】
以上、説明したように、本実施形態におけるエンコーダ１ｂは、複数の受光素子７０が、それぞれ検出方向（Ｘ軸方向）にパターンピッチＤ５の四分の一の幅Ｄ６のピッチにより配置されている。すなわち、ラインセンサ部７ｂは、１つのラインセンサにより、パターン６０を検出して第１の出力信号（データ列Ｘ１１）を出力するセンサアレイ７１ａ（第１の検出素子群）と、パターン６０を検出して第２の出力信号（データ列Ｘ１２）を出力するセンサアレイ７２ａ（第２の検出素子群）とを備えている。
これにより、本実施形態におけるエンコーダ１ｂは、ラインセンサ部７ｂの構成を簡略化及び省スペース化することができる。よって、本実施形態におけるエンコーダ１ｂは、簡易な構成により、第２の実施形態と同様に、高精度に位置情報を検出することができる。
【００８２】
［第４の実施形態］
次に、上記の各実施形態におけるエンコーダ１（１ａ、１ｂ）を駆動装置に適用した場合の一実施形態について説明する。
図９は、本実施形態における駆動装置１００の構成を示す概略ブロック図である。
本実施形態は、上記の各実施形態におけるエンコーダ１（１ａ、１ｂ）を使用して、移動体を駆動する駆動装置１００である。なお、本実施形態では、移動体の一例としてステージ１０を駆動するステージ装置について説明する。
【００８３】
図９において、ステージ装置である駆動装置１００（装置）は、エンコーダ１（１ａ、１ｂ）、ステージ１０、駆動部１１及び制御部１２を備えている。この図９において、図１と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
エンコーダ１（１ａ、１ｂ）は、スケール６、センサ部９（９ａ、９ｂ）、及び信号処理部８（８ａ）を備えている。
【００８４】
ステージ１０（被駆動体）は、例えば、スケール６又はセンサ部９（９ａ、９ｂ）と固定されており、駆動部１１によって駆動（移動）される。すなわち、ステージ１０は、スケール６又はセンサ部９（９ａ、９ｂ）に接続されている。
駆動部１１は、ステージ１０をスケール６における位置検出方向に相対的に駆動する。
制御部１２は、制御信号線Ｃ１を介してエンコーダ１（１ａ、１ｂ）の信号処理部８（８ａ）と接続されている。この制御信号線Ｃ１を介して、エンコーダ１（１ａ、１ｂ）は、上述した位置情報を制御部１２に供給する。
また、制御部１２は、制御信号線Ｃ２を介して駆動部１１と接続されている。制御部１２は、この制御信号線Ｃ２を介して駆動部１１を制御する。
【００８５】
制御部１２は、エンコーダ１（１ａ、１ｂ）から供給されたステージ１０の位置情報に基づいて、駆動部１１を制御する。
【００８６】
以上のように、本実施形態における駆動装置１００は、エンコーダ１（１ａ、１ｂ）と、スケール６又はセンサ部９（９ａ、９ｂ）に接続されているステージ１０とを備えている。
エンコーダ１（１ａ、１ｂ）が、スケール６の位置情報を高精度に検出することができるため、本実施形態における駆動装置１００は、ステージ１０の位置情報を高精度に検出することができる。これにより、本実施形態における駆動装置１００は、高精度にステージ１０の位置を制御することができる。
【００８７】
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
上記の各実施形態では、ラインセンサ部７（７ａ、７ｂ）が１０パターンピッチ分の受光素子７０を備える形態を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ビット判定部３１が上述の式（３）に基づく尤度によりアブソリュートビット６１を判定するためには少なくともパターンピッチＤ２（Ｄ５）の３ピッチ分必要である。すなわち、複数の受光素子７０は、少なくとも上述パターンピッチＤ２（Ｄ５）の３ピッチ分の検出範囲を検出可能な数の検出素子であってもよい。
これにより、エンコーダ１（１ａ、１ｂ）は、例えば、センサ部９（９ａ、９ｂ）の取り付け位置にずれが生じた場合であっても、アブソリュートビット６１を正確に判定することができる。
【００８８】
また、上記の各実施形態では、ＩＮＣ情報生成部３３（３３ａ）は、一例としてセンサ部９（９ａ、９ｂ）の出力信号と２つのシフト信号とを論理和演算してインクリメンタル情報を生成する形態を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ＩＮＣ情報生成部３３（３３ａ）は、複数の受光素子７０が出力する複数の検出信号のうちの少なくとも２つの検出信号に基づいてインクリメンタル情報を生成する形態でもよいし、４つ以上の検出信号に基づいてインクリメンタル情報を生成する形態でもよい。また、ＩＮＣ情報生成部３３（３３ａ）は、パターンピッチの整数倍シフトした検出信号に基づいてインクリメンタル情報を生成する形態を説明したが、アブソリュートビット６１に対応する出力信号に応じて、整数倍のシフト量を変更する形態でもよい。すなわち、ＩＮＣ情報生成部３３（３３ａ）は、例えば、アブソリュートビット６１に論理“０”を示す状態のアブソリュートビット６１０が連続している場合には、連続する“０”の数に応じてパターンピッチの整数倍のシフト量を変更してもよい。これにより、ＩＮＣ情報生成部３３（３３ａ）は、効率よくインクリメンタル情報を生成することができる。
【００８９】
また、上記の各実施形態では、インクリメンタル情報をデータ列として生成する形態を説明したが、これに限定されるものではなく、内挿処理を実行可能な情報であれば、他の形態であってもよい。例えば、インクリメンタル情報は、１つの信号（インクリメンタル信号であってもよいし、位相情報が取得できる１周期分の情報であってもよい。
【００９０】
また、上記の各実施形態では、インクリメンタルビット６２が、論理“０”を示すパターン６０である形態を説明したが、これに限定されるものではなく、インクリメンタルビット６２は、論理“０”を示すパターン６０である形態でもよい。この場合、ＩＮＣ情報生成部３３（３３ａ）は、論理和演算の代わりに否定論理積演算（ＮＡＮＤ演算）に基づいてインクリメンタル情報を生成する形態であってもよい。また、インクリメンタル情報である図３の波形Ｗ２は、論理反転した信号であってもよく、この場合、ＩＮＣ情報生成部３３（３３ａ）は、論理和演算（又は否定論理積演算）の代わりに否定論理和演算（ＮＯＲ演算）（又は論理積演算（ＡＮＤ演算））に基づいてインクリメンタル情報を生成してもよい。
【００９１】
また、上記の各実施形態では、第１の状態が論理“０”の状態であり、第２の状態が論理“１”の状態である形態を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、第１の状態が論理“１”の状態であり、第２の状態が論理“０”の状態である形態であってもよい。また、パターン６０の暗部（非反射部）を論理“０”とし、明部（反射部）を論理“１”とする形態を説明したが、暗部（非反射部）を論理“１”とし、明部（反射部）を論理“０”とする形態であってもよい。
【００９２】
また、上記の各実施形態では、エンコーダ１（１ａ、１ｂ）は、反射型の光学式エンコーダである場合について説明したが、透過型の光学式エンコーダに適用してもよい。また、エンコーダ１（１ａ、１ｂ）は、磁気式エンコーダであってもよい。この場合、検出素子は、受光素子７０の代わりに、ホール素子などの磁気検出素子を備える形態でもよい。
また、上記の各実施形態では、エンコーダ１（１ａ、１ｂ）は、スケール６を用いるリニアエンコーダである場合について説明したが、円盤型や扇型の符号板を用いるロータリエンコーダに適用する形態であってもよい。
【００９３】
また、上記の第２及び第３の実施形態において、センサアレイ７１（７１ａ）とセンサアレイ７２（７２ａ）とは、パターンピッチの四分の一ずらした位置に配置して、ＩＮＣ情報生成部３３ａがＡ相、及びＢ相の２種類のインクリメンタル情報を生成する形態を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、エンコーダ１ａ（１ｂ）は、パターンピッチの四分の一ずらした検出信号が出力されるように配置された２つの光源部２を備え、２つの光源部２を交互に使用して、Ａ相、及びＢ相のインクリメンタル信号を生成する形態であってもよい。
【００９４】
また、上記の第４の実施例において、ステージ１０を移動方向（例、一方向）に駆動する駆動装置１００にエンコーダ１（１ａ、１ｂ）を適用する形態を説明したが、この形態に限定されるものではない。例えば、ＸＹ移動ステージ、３次元計測装置、モータ装置、工作機械、精密機械、半導体のチップマウンタ、ステッパ装置などの装置に適用してもよい。
【００９５】
また、上記の各実施形態において、エンコーダ１（１ａ、１ｂ）の各部は専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリ及びＣＰＵ（中央処理装置）を備えて、プログラムによって実現されてもよい。
【００９６】
上述のエンコーダ１（１ａ、１ｂ）は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述したエンコーダ１（１ａ、１ｂ）の処理過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１，１ａ…エンコーダ、３，３ａ…信号生成部、４…位置検出部、６…スケール、１０・・・ステージ、３１…ビット判定部、６０…パターン、６１，６１０，６１１…アブソリュートビット、６２…インクリメンタルビット、７，７ａ，７ｂ…ラインセンサ部、９…センサ部、７０…受光素子、７１，７１ａ，７２，７２ａ…センサアレイ、１１…駆動部、１００…駆動装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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